CN109312759A - 螺旋桨风扇 - Google Patents

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Abstract

螺旋桨风扇具备配置在旋转轴上的毂和配置于毂的外周且具有前缘及后缘的叶片，叶片具有第一区域、位于第一区域的内周侧的第二区域以及位于第二区域的外周侧且隔着第一区域而位于第一区域的内周侧及外周侧的第三区域，在第一区域的后缘、第二区域的后缘及第三区域的后缘分别形成有至少一个缺口，当将第一区域的缺口的宽度设为P1，将第二区域的缺口的宽度设为P2，将第三区域的缺口的宽度设为P3时，P1、P2及P3满足P1>P2>P3的关系。

Description

螺旋桨风扇
技术领域
本发明涉及在叶片的后缘形成有缺口的螺旋桨风扇。
背景技术
在专利文献1中记载了具有多个叶片的螺旋桨风扇。在该螺旋桨风扇中，叶片的后缘的形状成为锯齿状。由此，由于叶片的负压面侧和压力面侧的流动一点一点合流，所以在后缘的附近，速度欠缺变小。其结果是，与以往相比，速度梯度减少，紊乱的产生变少而噪音减少。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-189497号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1的螺旋桨风扇中，未充分地考虑与叶片的径向位置对应的流场的不同地决定锯齿的间距及宽度。因此，存在如下课题：不能有效地进行最大风速的降低及成为噪音源的旋涡的细分化，不能得到足够的噪音减少效果。
本发明是为解决上述课题而做出的，其目的在于提供能够进一步降低噪音的螺旋桨风扇。
用于解决课题的手段
本发明的螺旋桨风扇具备配置在旋转轴上的毂和配置于所述毂的外周且具有前缘及后缘的叶片，所述叶片具有第一区域、位于所述第一区域的内周侧的第二区域以及位于所述第二区域的外周侧且隔着所述第一区域而位于所述第一区域的内周侧及外周侧的第三区域，在所述第一区域的后缘、所述第二区域的后缘及所述第三区域的后缘分别形成有至少一个缺口，当将所述第一区域的所述缺口的宽度设为P1，将所述第二区域的所述缺口的宽度设为P2，将所述第三区域的所述缺口的宽度设为P3时，P1、P2及P3满足P1>P2>P3的关系。
发明的效果
根据本发明，由于根据螺旋桨风扇的径向位置来设定形成于叶片的后缘的缺口的宽度，所以能够进一步减小螺旋桨风扇的噪音。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的螺旋桨风扇100的概略结构的立体图。
图2是示出本发明的实施方式1的螺旋桨风扇100的毂1及一片叶片2的结构的主视图。
图3是示出本发明的实施方式1的螺旋桨风扇100处的风的流动的例子的图。
图4是示出本发明的实施方式2的螺旋桨风扇100的毂1及一片叶片2的结构的主视图。
图5是示出本发明的实施方式3的螺旋桨风扇100的毂1及一片叶片2的结构的主视图。
具体实施方式
实施方式1.
以下说明本发明的实施方式1的螺旋桨风扇。图1是示出本实施方式的螺旋桨风扇100的概略结构的立体图。图2是示出本实施方式的螺旋桨风扇100的毂1及一片叶片2的结构的主视图。螺旋桨风扇100例如使用于空调装置或换气装置等。此外，在包括图1及图2在内的以下附图中，各构成构件的相对尺寸关系、形状等有时与实际不同。
如图1及图2所示，螺旋桨风扇100具有毂1和配置在毂1的外周的多片叶片2(在图2中仅示出一片叶片2)。毂1配置在螺旋桨风扇100的旋转轴RC上。毂1构成为：利用未图示的电机的驱动力，以旋转轴RC为中心，在由图2中的粗箭头示出的旋转方向上旋转。多片叶片2例如在周向上等间隔地配置。多片叶片2例如全部都具有相同的结构。此外，在图1中示出三片叶片2，但叶片2的片数不限定于此。
叶片2具有前缘23、后缘24、外周缘21及内周缘22。前缘23是在毂1及叶片2旋转时位于叶片2的前方的缘部。后缘24是在毂1及叶片2旋转时位于叶片2的后方的缘部。外周缘21是位于叶片2的外周侧且设置于前缘23的外周端与后缘24的外周端之间的缘部。内周缘22是位于叶片2的内周侧且设置于前缘23的内周端与后缘24的内周端之间的缘部。内周缘22与毂1的外周面连接。
叶片2在螺旋桨风扇100的半径方向(以下，有时仅称为“半径方向”)上能够分为第一区域51、第二区域52及第三区域53。第一区域51在叶片2上相对地位于外周侧。例如，第一区域51位于比外周缘21与内周缘22之间的中间部、即叶片2的半径方向中间部靠外周侧的位置。第二区域52位于第一区域51的内周侧的位置。第三区域53位于第二区域52的外周侧的位置，且隔着第一区域51而位于第一区域51的内周侧及外周侧。第三区域53具有位于第二区域52的外周侧且第一区域51的内周侧的第一子区域53-1和位于第一区域51的外周侧的第二子区域53-2。第一子区域53-1与第二区域52的外周侧邻接，且与第一区域51的内周侧邻接。第二子区域53-2与第一区域51的外周侧邻接。在叶片2上，第一区域51、第二区域52、第一子区域53-1及第二子区域53-2中的每一个在螺旋桨风扇100的周向上延伸。
在叶片2的后缘24上形成有多个缺口。在第一区域51的后缘24、第二区域52的后缘24及第三区域53的后缘24分别形成有至少一个缺口。如后所述，各缺口的大小(至少宽度)在第一区域51、第二区域52及第三区域53中的每一个不同。各缺口均形成为谷部变圆的三角形。在邻接的两个缺口之间形成有山部252。缺口的宽度以与该缺口的两侧邻接的两个山部252的间隔来定义。缺口的深度以连结两个山部252的直线与该缺口的谷部的距离定义，所述两个山部252与该缺口的两侧邻接。在本例中，各缺口的宽度与深度之比相同。各缺口也可以全部为相似形状。另外，在本例中，全部缺口沿着后缘24连续地形成。
在第一区域51的后缘24形成有一个缺口25a。在第二区域52的后缘24形成有多个缺口25b。多个缺口25b的宽度例如全部相同。由于多个缺口25b沿着后缘24连续地形成，所以缺口25b的排列间距与缺口25b的宽度相等。在第三区域53中的第一子区域53-1的后缘24形成有多个缺口25c。在第三区域53中的第二子区域53-2的后缘24形成有多个缺口25d。多个缺口25c及多个缺口25d的宽度例如全部相同。由于多个缺口25c沿着后缘24连续地形成，所以缺口25c的排列间距与缺口25c的宽度相等。另外，由于多个缺口25d沿着后缘24连续地形成，所以缺口25d的排列间距与缺口25d的宽度相等。当将缺口25a的宽度设为P1，将缺口25b的宽度设为P2，将缺口25c、25d的宽度设为P3时，P1、P2及P3满足P1>P2>P3的关系。
在本例中，当将从旋转轴RC到外周缘21的距离即外周缘21的半径设为R时，P1＝0.32R，P2＝0.072R，P3＝0.019R。但是，P1、P2及P3不限定于这些值。
另外，在本例中，当将第一区域51的缺口25a的个数设为n1，将第二区域52的缺口25b的个数设为n2，将第三区域53的缺口25c、25d的个数之和设为n3时，n1、n2及n3满足n1<n2<n3的关系。
如以上说明那样，本实施方式的螺旋桨风扇100具备配置于旋转轴RC的毂1和配置于毂1的外周并具有前缘23及后缘24的叶片2。叶片2具有第一区域51、位于第一区域51的内周侧的第二区域52以及位于第二区域52的外周侧且隔着第一区域51而位于第一区域51的内周侧及外周侧的第三区域53。在第一区域51的后缘24、第二区域52的后缘24及第三区域53的后缘24分别形成有至少一个缺口。当将第一区域51的缺口25a的宽度设为P1，将第二区域52的缺口25b的宽度设为P2，将第三区域53的缺口25c或缺口25d的宽度设为P3时，P1、P2及P3满足P1>P2>P3的关系。
使用图3说明由本实施方式的螺旋桨风扇100得到的效果。图3是示出本实施方式的螺旋桨风扇100处的风的流动的例子的图，图3与图2对应。如图3所示，由于第一区域51位于叶片2的外周侧，所以在第一区域51中的叶片2的移动速度相对较快。由此，在第一区域51中的叶片面上的风速V1例如成为最大风速。由于在第一区域51的后缘24形成有宽度P1较大的缺口25a，所以能够将风速V1的风的流动较大地分散到内周侧的第一子区域53-1和外周侧的第二子区域53-2。因此，能够使对噪音的产生贡献较大的通过后缘24时的风速降低。
由于第二区域52位于第一区域51的内周侧，所以在第二区域52中的叶片2的移动速度比第一区域51慢。由此，在第二区域52中的叶片面上的风速V2变得比风速V1慢。因此，在第二区域52中，在风的流动通过后缘24时从后缘24放出的后缘放出旋涡Wa成为主导的噪音源。由于在该第二区域52的后缘24设置有具有比第一区域51的缺口25a窄的宽度P2的缺口25b，所以能够使后缘放出旋涡Wa分散，所述后缘放出旋涡Wa是与第一区域51相比小规模(scale)的流动现象。
在第三区域53中，产生利用第一区域51的缺口25a分散后的风速V3的风的流动。由于该流动是从风速V1的流动分散得到的流动，所以风速V3比风速V1慢。另外，由于第三区域53位于第二区域52的外周侧，所以风速V3比风速V2快。即，风速V1、风速V2及风速V3的关系成为V1>V3>V2。在第三区域53中，也是在风的流动通过后缘24时从后缘24放出的后缘放出旋涡Wb成为主导的噪音源。由于在第三区域53中的风速V3比在第二区域52中的风速V2快，所以后缘放出旋涡Wb的规模比后缘放出旋涡Wa更小。由于在第三区域53的后缘24设置有具有比第二区域52的缺口25b窄的宽度P3的缺口25c、25d，所以能够使与第二区域52相比小规模的后缘放出旋涡Wb分散。
如以上那样，在本实施方式中，形成在叶片2的后缘24上的缺口25a、25b、25c、25d的宽度根据径向位置来适当设定。因此，能够进一步减小螺旋桨风扇100的噪音，并且能够进一步减小螺旋桨风扇100的输入。
实施方式2.
以下说明本发明的实施方式2的螺旋桨风扇。图4是示出本实施方式的螺旋桨风扇100的毂1及一片叶片2的结构的主视图。此外，对于具有与实施方式1相同的功能及作用的构成要素，标注相同的附图标记并省略其说明。
如图4所示，第一区域51、第二区域52、第一子区域53-1及第二子区域53-2的半径方向的宽度分别成为R1、R2、R31及R32。第三区域53的半径方向的宽度的合计是第一子区域53-1的宽度R31与第二子区域53-2的宽度R32之和。在本实施方式中，第三区域53的宽度的合计R31+R32与第一区域51的宽度R1相同(R31+R32＝R1)。在此，本申请说明书中的“相同”不仅包含完全相同，也包含考虑技术常识而能够视为实质相同的大致相同的范围。
以下说明由本实施方式的螺旋桨风扇100得到的效果。如图3所示，在第三区域53中的风的流动是利用缺口25a从第一区域51分散得到的流动。在本实施方式中，由于第三区域53的宽度的合计R31+R32与第一区域51的宽度R1相同，所以能够将分散前的流动的宽度和分散后的流动的宽度设为相同。因此，由于能够使在第三区域53中产生的后缘放出旋涡Wb更高效地分散，所以能够进一步降低螺旋桨风扇100的噪音。
在本实施方式中，第三区域53的宽度的合计R31+R32与第一区域51的宽度R1相同，但即使第三区域53的宽度的合计R31+R32比第一区域51的宽度R1大(R31+R32>R1)，也能够得到同样的效果。
实施方式3.
以下说明本发明的实施方式3的螺旋桨风扇。图5是示出本实施方式的螺旋桨风扇100的毂1及一片叶片2的结构的主视图。此外，对于具有与实施方式1相同的功能及作用的构成要素，标注相同的附图标记并省略其说明。
如图5所示，在本实施方式中，缺口25a、25b、25c、25d均形成为三角形。由此，能够使缺口25a、25b、25c、25d中的每一个的谷部251的角度变尖锐。
在第一区域51中，通过缺口25a的谷部251的角度变尖锐，从而能够将风速V1的风的流动高效地分散到内周侧的第一子区域53-1和外周侧的第二子区域53-2。由此，能够使对噪音的产生贡献较大的通过后缘24时的风速进一步降低。在第二区域52及第三区域53中，通过缺口25b、25c、25d的谷部251的角度变尖锐，从而能够使后缘放出旋涡Wa、Wb更高效地分散。因此，能够进一步降低螺旋桨风扇100的噪音。
实施方式4.
参照已经示出的图5说明本发明的实施方式4的螺旋桨风扇。在本实施方式中，各缺口的宽度和深度成为相同。即，在缺口25a处，宽度P1与深度H1相同(P1＝H1)，在缺口25b处，宽度P2与深度H2相同(P2＝H2)，在缺口25c、25d处，宽度P3与深度H3相同(P3＝H3)。如上所述，各缺口的深度以连结两个山部252的直线与该缺口的谷部251的距离定义，所述两个山部252与该缺口的两侧邻接。本申请说明书中的“相同”不仅包含完全相同，也包含考虑技术常识而能够视为实质相同的大致相同的范围。
由此，在第一区域51中，缺口25a的谷部251的角度成为能够将风速V1的风的流动最高效地分散到内周侧的第一子区域53-1和外周侧的第二子区域53-2的角度。由此，能够使对噪音的产生贡献较大的通过后缘24时的风速进一步降低。在第二区域52及第三区域53中，缺口25b、25c、25d的谷部251的角度成为能够最高效地分散后缘放出旋涡Wa、Wb的角度。如上所述，能够进一步降低螺旋桨风扇100的噪音。
上述各实施方式能够相互组合并实施。
附图标记的说明
1毂，2叶片，21外周缘，22内周缘，23前缘，24后缘，25a、25b、25c、25d缺口，51第一区域，52第二区域，53第三区域，53-1第一子区域，53-2第二子区域，100螺旋桨风扇，251谷部，252山部，RC旋转轴，Wa、Wb后缘放出旋涡。

Claims (4)

1.一种螺旋桨风扇，其中，具备：
毂，所述毂配置在旋转轴上；及
叶片，所述叶片配置于所述毂的外周并具有前缘及后缘，
所述叶片具有：
第一区域；
第二区域，所述第二区域位于所述第一区域的内周侧；及
第三区域，所述第三区域位于所述第二区域的外周侧且隔着所述第一区域而位于所述第一区域的内周侧及外周侧，
在所述第一区域的后缘、所述第二区域的后缘及所述第三区域的后缘分别形成有至少一个缺口，
当将所述第一区域的所述缺口的宽度设为P1，将所述第二区域的所述缺口的宽度设为P2，将所述第三区域的所述缺口的宽度设为P3时，
P1、P2及P3满足P1>P2>P3的关系。
2.根据权利要求1所述的螺旋桨风扇，其中，
所述第三区域的半径方向的宽度的合计与所述第一区域的半径方向的宽度相同或比其大。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的螺旋桨风扇，其中，
所述缺口为三角形。
4.根据权利要求1～权利要求3中任一项所述的螺旋桨风扇，其中，
所述缺口的深度与该缺口的宽度相同。
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